Onderzoekers van de Tokyo Metropolitan University gebruikten een lichtgevoelige iridium-palladiumkatalysator om "sequentiële" polymeren te maken, zichtbaar licht gebruiken om te veranderen hoe bouwstenen worden gecombineerd tot polymeerketens. Door het licht eenvoudig aan of uit te zetten, ze waren in staat om verschillende samenstellingen langs de polymeerketen te realiseren, waardoor nauwkeurige controle over fysieke eigenschappen en materiaalfunctie mogelijk is. Dit kan de bestaande productiemethoden voor polymeren drastisch vereenvoudigen, en helpen fundamentele limieten te overwinnen bij het creëren van nieuwe polymeren.

De wereld is vol lange, ketenachtige moleculen die bekend staan ​​als polymeren. Beroemde voorbeelden van "sequentiële" copolymeren, d.w.z. polymeren gemaakt van meerdere bouwstenen (of "monomeren") die in een specifieke volgorde zijn gerangschikt, omvatten DNA, RNA en eiwitten; hun specifieke structuur verleent het enorme scala aan moleculaire functionaliteiten die aan biologische activiteit ten grondslag liggen. Echter, het maken van sequentiële polymeren vanaf nul is een lastige zaak. We kunnen speciale monomeren ontwerpen die op verschillende manieren assembleren, maar de complexe syntheses die nodig zijn, beperken hun beschikbaarheid, omvang en functionaliteit.

Om deze grenzen te overwinnen, een team onder leiding van universitair hoofddocent Akiko Inagaki van de afdeling Chemie, Tokyo Metropolitan University, een lichtgevoelige katalysator toegepast die iridium en palladium bevat. Door een lamp aan en uit te zetten, ze waren in staat om de snelheid te regelen waarmee twee verschillende monomeren, styreen en vinylether, onderdeel worden van een polymeerketen. Bij blootstelling aan licht, het styreenmonomeer bleek veel sneller in de copolymeerstructuur te worden opgenomen dan in het donker, wat resulteert in een enkele copolymeerketen met verschillende samenstellingen over de lengte. Onderdelen die rijk zijn aan styreen zijn stijver dan die rijk aan vinylether; door verschillende aan/uit-lichtsequenties te gebruiken, ze zouden polymeren kunnen maken met een reeks fysische eigenschappen, b.v. verschillende "glasovergangs"-temperaturen, waarboven het polymeer zachter wordt.

Het nieuw ontwikkelde proces is aanzienlijk eenvoudiger dan bestaande methoden. Het team ontdekte ook dat beide soorten monomeer in het polymeer waren ingebouwd via een mechanisme dat bekend staat als niet-radicale coördinatie-insertie; dit is een generiek mechanisme, wat betekent dat deze nieuwe methode zou kunnen worden toegepast om polymeren te maken met behulp van een breed scala aan katalysatoren en monomeren, met het potentieel om de beperkte beschikbaarheid van monomeerkandidaten te overwinnen.